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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA

DETERMINACIÒN DEL PESO MOLECULAR (METODO DE DUMAS)

PRESENTA POR:

Mayra Novoa

1641215

Natalia colmenares 1641220 Angie Arciniegas 1641211 Yojan Acosta

1641213

PRESENTADO A: Gabriel silva

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA

CUCUTA, NORTE DE SANTANDER

INTRODUCCION El peso molecular de un gas ideal se puede obtener a partir de la ecuación de estado de los gases ideales. PV = nRT M=

n = w/M

wRT PV

W = peso de gas (g) R = Constante universal de los gases = 0.08205 T = Temperatura absoluta (K) M = Peso molecular (g/mol) Por lo tanto se deben obtener los valores de w, P, T y V para poder calcular el valor de M.

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OBJETIVOS • •

Aplicar la ecuación de estado de los gases ideales PV= N.R.T para calcular el peso molecular de un líquido volátil. Conocer el procedimiento para determinar el peso molecular a través del método de Dumas de manera experimental

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TABLA 1

MATERIALES Aro de hierro Erlenmeyer de 100 mL Jeringa 5 mL Mechero de bunsen Papel aluminio Pinzas para bureta Probeta de 200 mL Soporte universal Termómetro Vaso de precipitado

REACTIVOS ambre de cobre Liquido volátil

EQUIPOS alanza analítica

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PROCEDIMIENTO

Pese un Erlenmeyer de 100 Ml completamente limpio y seco junto con un pedazo de papel aluminio y el alambre de cobre que se vaya a utilizar en una balanza analítica (Pi). Tape el Erlenmeyer con un pedazo de papel aluminio ajustándolo a la boca del matraz con el alambre de cobre, efectúele una perforación con la ayuda de la jeringa adicionándole 3 mL de líquido volátil cuyo peso molecular se va a determinar.

Coloque el Erlenmeyer con la muestra indicado en el vaso de precipitado con agua a 75º C, el cual debe quedar cubierto por el agua lo máximo posible pero sin que el agua toque el papel aluminio, a continuación

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA caliente el agua hasta que hierva, midiéndole si temperatura, después que el líquido se haya evaporado completamente continué calentando por 5 minutos más, reponiendo el agua que se evapore en el vaso para mantener su nivel más o menos constante.

El

líquido dentro del Erlenmeyer se evapora y expulsa el aire que se encuentra dentro del mismo por la pequeña abertura y también escapara un exceso de vapor hasta que la presión en el interior del matraz sea igual a la presión atmosférica.

A

continuación saque el Erlenmeyer del agua hirviendo y permita que se enfría al aire hasta temperatura ambiente, note que el vapor dentro del Erlenmeyer se condensa, se seca el Erlenmeyer por fuera y vuelva a pesar (Pf), entonces : W= Pf – Pi en gramos W= Pf – Pi en gramos T= temperatura del agua hirviendo en K P= presión en el laboratorio

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA V= volumen del Erlenmeyer (llenarlo completamente con agua y viértala en una probeta) en litros.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA PROCEDIMIENTO DE LA APLICACIÓN

Determinación de la masa molar de la acetona:

1. Conseguir un matraz de Dumas desde el elemento de menú Equipamiento.

2. Registrar el volumen del recipiente en litros (el volumen está marcado en el recipiente).

V=0.056

3. Usando la balanza electrónica escribir la masa del recipiente vacío.

4. Colocar 20 ml de acetona en el recipiente.

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5. Conseguir un vaso de precipitado de 600 mL.

6. Seleccionando el vaso añadir 500 mL de agua o la suficiente para cubrir el cuello del matraz.

7. Combinar el matraz con el vaso de precipitado (usando la opción de menú Combinar).

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA 8. Conseguir la placa calefactora del elemento de menú Equipamiento.

9. En la placa calefactora colocar los elementos combinados.

10. La placa calefactora se debe ajustar al máximo a temperatura máxima.

11. Dejar que la acetona hierva y esperar 1-2 minutos hasta retirar el matraz de cuello largo del vaso de precipitado.

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12. Después de retirar el matraz del vaso, se deja que el matraz se enfríe y que los vapores de acetona condensen (2-3 minutos).

13. Se pesa el matraz con el vapor condensado en la balanza electrónica y escriben los resultados.

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CALCULOS CON LA APLICACIÓN DE DUMAS Tabla de datos

Masa del matraz de Dumas vacío(g)

50.000 g

Masa del matraz + acetona condensada (g)

50.106 g

Volumen del matraz de Dumas (L)

0.056 L

T de ebullicion

99 °C

W=PI-PF= 50.000 g -50.106 g

-106 g

RESULTADOS Formula M = Donde:

W *R*T P *V

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA W: peso del gas R: constante universal de los gases = 0,08205

1 AT M M OL*K

T: temperatura absoluta (K) P: presión M: peso molecular en g/mol

M=(-106)(0.08205)(373) =-57930.2303 ​g/mol (1 )(0.056)

PREGUNTAS Y EJERCICIOS

1)​ Calcule el peso molecular del líquido volátil desconocido y con el vapor verdadero (pregunte al instructor) determine el porcentaje de error de su determinación. %Error

−57930.2303 g−58.08 58.08

* 100 =− 99842.1 %

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Erlenmeyer de 100ml vacío con un pedazo de papel aluminio y alambre de cobre pesado en una balanza analítica

Calentamiento del agua en el vaso de precipitado

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA Tomando la temperatura del agua

Montaje del Erlenmeyer en el agua caliente

Toma de la temperatura

Volumen del Erlenmeyer

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PREGUNTAS Y EJERCICIOS

● ● ● ●

W= Pf – Pi en gramos T= temperatura del agua hirviendo en K P= presión en el laboratorio V= volumen del Erlenmeyer (llenarlo completamente con agua y viértala en una probeta) en litros. ● y con el valor verdadero determine el porcentaje de error de su determinación. R/= P1= 52,03g P2= 52,46g

T= 97°C V= 124ml

370k

P= 1 atm 0,124 L R= 0,082

g= P2 – P1 g= 52, 46g – 52, 03g g= 0, 43g M=g.R.T P.V

M= 0,6g . 0,082 atm.L . 371K mol.k

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA 1 amt . 0.136L M= 134.2 g/mol % error =

134.2−50g 50

* 100

% error = 168.4

Nota: Hubo varios errores en la determinación del peso molecular, ya que el resultado debió ser aproximado entre los 40 o 50 g de líquido volátil, pudo no tomare bien la temperatura o no se tomó el peso exacto de la muestra en el Erlenmeyer.

● Porque no usa para T el valor de la temperatura ambiente no se utiliza la temperatura ambiente. R/= por que los °C se utilizan para medir y observar punto de ebullición y congelación y se hizo para el estudio del agua, mientras tanto los grados K se encarga la medición de temperaturas de tal cuerpo y su sistema. ● Es necesario tener en cuenta el peso del aire en el Erlenmeyer? R/= no, debido a que el vapor de la sustancia se encarga de sacar el aire contenido en el Erlenmeyer

● En el caso que sea necesario, como calcularía usted el peso del aire del Erlenmeyer ( suponga que se trata de aire seco en composición molar 79% N 2 y 21% O2 R/= ​O= 16

H=1 entonces peso molecular del agua = 18 Para calcular el del aire es necesario obtener las porciones, según la literatura se entiende 21% de oxígeno y 78% de Nitrógeno y 1% de gases raros.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA Por efectos de cálculo se utiliza una relación de 79% de Nitrógeno y 21% de oxigeno tomando como oxígeno O2 y como nitrógeno N2 Entonces peso molecular de O2= 16X2=32 Peso molecular de N2=14X2=28 Peso molecular del aire=(0.21X32)+(0.79X28)=28.84g/mol La teoría dice que el peso molecular del aire es de 28.96 g/mol ● Podría usted usar este método para determinar el peso molecular del n-butanol el cual tiene un punto de ebullición del 118°c R/= No, porque su punto de ebullición es más alto que el del agua (100°), el cual es el líquido que se estaría empleando para el calentamiento del n-butanol sea uniforme. La n-butanol no se evaporaría por completo y por consiguiente el error del peso molecular sería muy alto.

CONCLUSIONES ● A simple vista no apreciamos los gases, pero sabemos que están allí, y podemos saber que propiedades tienen en ese lugar en específico, una variación en la temperatura al igual que un cambio en la presión alteraría los factores de un gas. Sabiendo esto, podemos manipular los gases a nuestro antojo.

● El método dumas es un proceso de análisis químico para determinar el contenido del nitrógeno de una sustancia química. Se usa comúnmente para estimar el contenido de proteína de los alimentos. Los otros componentes mayoritarios como grasas, carbohidratos y otros compuestos estructurales como la lignina no contienen nitrógeno, pero los aminoácidos de las proteínas sí. ●

Por medio de esta práctica se llegó a la conclusión que con el método de Dumas se puede determinar el peso molecular de las sustancias y líquidos volátiles (que tengan un punto de ebullición menor a 100 °C).

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● En esta práctica se logró hacer una comparación entre los dos laboratorios uno realizado experimentalmente sin el matraz de Dumas y el otro a través de la aplicación de Dumas, obteniéndose resultados más exactos con la aplicación de Dumas y sus resultados de error muy pequeños mientras que con el otro método los resultados de error son muy altos.